鈣鈦礦太陽(yáng)能電池是近年來(lái)化學(xué)、材料、能源等領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)之一。因其高的光電轉(zhuǎn)化效率(23.7%，遠(yuǎn)超過(guò)市場(chǎng)上廣泛使用的多晶硅太陽(yáng)能電池的效率)和低廉的成本，其產(chǎn)業(yè)化前景十分光明。

然而，與硅基太陽(yáng)能電池超過(guò)20年以上的使用壽命相比，鈣鈦礦太陽(yáng)能電池的長(zhǎng)期穩(wěn)定性是制約其應(yīng)用的瓶頸問(wèn)題。

廈門(mén)大學(xué)化學(xué)化工學(xué)院田中群院士課題組和毛秉偉教授課題組合作在鈣鈦礦材料長(zhǎng)期穩(wěn)定性研究方面取得重要進(jìn)展，

本工作通過(guò)制備一系列高品質(zhì)的含銫混合陽(yáng)離子、混合鹵素鈣鈦礦單晶合金，以研究鈣鈦礦材料在光、熱、水氧條件下的長(zhǎng)期穩(wěn)定性。

單晶體系可以有效的排除鈣鈦礦太陽(yáng)能電池復(fù)雜的晶界、界面及界面材料對(duì)穩(wěn)定性的影響，可以反映鈣鈦礦材料本征的長(zhǎng)期穩(wěn)定性。

研究發(fā)現(xiàn)，當(dāng)銫含量達(dá)到10%或溴含量達(dá)到15%時(shí)，在水氧的作用下會(huì)發(fā)生兩種相分離過(guò)程，同時(shí)陽(yáng)離子對(duì)陰離子的相分離具有協(xié)同影響作用。

為此，本工作優(yōu)化出一個(gè)具有高度穩(wěn)定性的鈣鈦礦新組分：其在10,000 h 的水氧穩(wěn)定性和1,000 h 的光穩(wěn)定性測(cè)試中依然保持優(yōu)異的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性。

同時(shí)此組分具有長(zhǎng)達(dá)16 μs的載流子壽命，有望成為制備高效率且穩(wěn)定的鈣鈦礦太陽(yáng)能電池的新組分。

通過(guò)單晶結(jié)構(gòu)解析，進(jìn)一步揭示了此組分高度穩(wěn)定性的內(nèi)在原因。該工作為指導(dǎo)和發(fā)現(xiàn)更為穩(wěn)定的鈣鈦礦材料提供了新的研究思路和方法。

相關(guān)結(jié)果“Toward long-term stability: single crystal alloys of cesium-containing mixed cations and mixed halides perovskite”發(fā)表于J. Am. Chem. Soc. (DOI: 10.1021/jacs.8b11610)。

Chen L, Tan Y Y, Chen Z X, et al. Toward long-term stability: single crystal alloys of cesium-containing mixed cations and mixed halides perovskite[J]. Journal of the American Chemical Society, 2019.